Распределение газовых пузырей по размерам

В ряде случаев варианты конструктивного оформления деталей, размещаемых в псевдоожиженном слое, ограничены, тем не менее имеются благоприятные возможности для надлежащего выбора размера и расположения теплообменных труб, ориентации и формы разного рода устройств, способствующих более однородному псевдоожижению. Конструктивные соображения могут, однако, потребовать противоположных решений, так что приходится идти на компромисс. Например, химические реакции и процессы массообмена в псевдоожиженном слое протекают обычно более эффективно при меньших размерах газовых пузырей и равномерном их распределении в объеме слоя это следует учитывать, конструируя систему перераспределительных перегородок, С другой стороны, перемещение твердых частиц, вызываемое движением газовых пузырей, благоприятно сказывается на теплообмене слой — поверхность и> перемешивании зернистого материала в таких процессах, естественно, система перераспределительных перегородок не должна быть чрезмерно развитой, чтобы не препятствовать интенсивному движению твердых частиц. [c.522]

Перемешивание в газовой фазе, видимо, будет несколько отчетливее выражено в газожидкостных псевдоожиженных слоях из частиц размером 0,25 и 1 мм, нежели в слоях, не содержащих твердых частиц. При газожидкостном псевдоожижении твердых частиц размером 6 мм можно ожидать противоположного эффекта. Высказанные предположения согласуются с характером распределения газовых пузырей по размеру над свободной поверхностью слоя при псевдоожижении мелких частиц это распределение шире, чем в случае крупных. [c.667]

Таким образом, в данном разделе изложена модель Роу и Партриджа химического реактора с псевдоожиженным слоем. Достоинством данной модели является учет влияния движения пузырей на движение газа в псевдоожиженном слое, а также влияния движения газа на протекание химического процесса. К числу недостатков модели относится необходимость использования значительного количества добавочной эмпирической информации, причем такую информацию, как распределение газовых пузырей по, размерам трудно получить экспериментальным путем. Кроме того, как уже указывалось выще, эта модель имеет ограниченную область применения. [c.223]

Распределение пузырей по поперечному сечению слоя. Экспериментально и теоретически установлено что газовые пузыри в псевдоожиженном сдое распределены не равномерно, даже если газ через распределительную решетку подается абсолютно равномерно по сечению. В частности, в ядре слоя движутся пузыри больших размеров и с большей частотой, нежели у его стенок. Развитие неравномерности обусловлено горизонтальными перемещениями пузырей в результате поперечной коалесценции. [c.534]

К дисперсным относят системы, содержащие дискретные образования, распределенные в сплошной среде. Дискретные образования, называемые дисперсной фазой, представляют собой твердые зерна, частицы, не изменяющие своей формы и размера при протекании технологического процесса, либо капли или газовые пузыри, способные изменять свои размеры (диспергировать, коалесцировать) и деформироваться в ходе процесса. В качестве сплошной среды (ее еще называют дисперсионной средой или фазой), отделяющей дискретные образования одно от другого, используются жидкости или газы. [c.213]

Как известно [90, с. 583], другая важная проблема — изучение влияния газораспределительного устройства на размеры газовых, пузырей и их распределение в псевдоожиженном слое. Однако до настоящего времени не удалось построить строгое математическое описание процесса формирования газовых пузырей на газораспределительном устройстве. [c.117]

Результаты теоретического исследования движения газовых пузырей в псевдоожиженном слое могут быть сопостав лены с экс- периментальными данными. При этой экспериментальные данные представляют собой [32, с. 74] результаты исследования скорости подъема газовых пузырей в псевдоожиженном слое, распределения давления газа и порозности псевдоожиженного слоя вблизи пузыря, формы, размеров и расположения области циркуляции, газа около пузыря. [c.140]

Следующее предположение, используемое в рассматриваемой модели, касается размеров газовых пузырей. Как известно, в псевдоожиженном слое размеры газовых пузырей обычно увеличиваются с высотой. Кроме того, наблюдается некоторое распределение пузырей по размерам на заданной высоте. Однако в рассматри- [c.224]

О величине уь входящей в формулы (6.17), (6.21), можно судить на основе экспериментальных исследований о скоростях массообмена между газовыми пузырями и жидкостью. Величину Wi можно вычислить по уравнению Стокса, учитывая данные о вязкости водонасыщенных гранитных расплавов, а также размеры пузырей в стеклах, лавах и плутонических породах. О величине k можно судить по коэффициентам распределения между водяным паром и жидкостью, предельной величиной k следует считать единицу. Значения величин р и уже обсуждались. Для расчетов использовались следующие вариации значений параметров Yi =y2==Y= 10 l/ Wi = 10 10" см/с xi = 0,5- 0,9 p = = 0,054-0,2 10-3-1. [c.111]

В то же время, если скорость процесса в целом лимитируется химической реакцией, то представляется возможным рассматривать систему как реактор непрерывного действия с перемешивающим устройством. В промежуточном случае для расчета скорости протекания химических реакций требуется знание механизма контакта между газом и твердыми частицами. Необходимо располагать точной информацией о режиме газового потока через непрерывную фазу (т. е. идеальное вытеснение или полное перемешивание степень продольного перемешивания), скорости межфазного обмена газом, распределении пузырей по размерам, а также о соотношении диаметров облака циркуляции и пузыря. [c.336]

Средние во времени размеры газовых струй и формирующихся пузырей находили на основании обнаруженных нормального распределения случайной величины отклонений высоты струи Н от средней и логарифмически нормального распределения случайных величин С, и (Г,,, [c.29]

Под однородной структурой здесь подразумевается равномерное распределение ожижающего агента по сечению слоя, отсутствие газовы.ч пузырей, застойных зон и т, п. возможность сепарации частиц по высоте слоя в зависимости от и < размера и удельного веса в данном случае в расчет не принимается. [c.26]

Структура неподвижного (фильтрующего) слоя отличается Wm, что при небольшой скорости движения потока газа (жидкости) сквозь слой взаимное расположение твердых частиц остается неизменным (рис. 1.38,а). При увеличении скорости потока газа выше некоторого критического значения слой перейдет во взвешенное состояние, причем структура его может быть различной. При сравнительно низких скоростях может быть получен взвешенный слой с равномерным распределением твердой фазы независимо от продолжительности процесса и размеров аппарата. Такой слой называется однородным. Обычно он сравнительно легко организуется при одинаковых размерах и форме твердых частиц (рис. 1.38,6), а также характеризуется отсутствием крупных пузырей газа, проходящих через слой. Таким образом, состояние системы газ — твердые мелкозернистые частицы можно считать однородным только в том случае, если восходящий газовый поток свободен от внешних возмущений. [c.64]

Следует отметить еще один момент, не рассмотренный автором главы. При решении уравнений во всех случаях рассматривались свойства слоя на бесконечном удалении от пузыря, что, видимо, связано с практическими трудностями решения уравнений для ограниченного слоя. Между тем, переход к анализу ограниченных (в осевом и в радиальном направлениях) систем неминуемо приведет к изменению распределения давлений и линий тока в окрестности пузыря. Такой анализ, выполненный применительно к цилиндрической и сферической полостям в неподвижном зернистом слое [1—3], продемонстрировал значительные различия в решениях для бесконечного и конечного слоев. В частности, ограничение слоя в вертикальном направлении приводит к увеличению газового потока через полость (линии тока сдвигаются по направлению к полости). Наоборот, при ограничении слоя в горизонтальном направлении несколько уменьшается поток газа через полость. Отмеченные явления, естественно, выражены наиболее ярко, когда размеры пузыря становятся соизмеримыми с размерами слоя. — Доп. ред. [c.117]

В работе [136] предполагается, что размеры газовых пузырей в слое увеличиваются с высотой как в результате каолесценции, так и в результате расширения газа, обусловленного уменьшением давления. Поскольку скорость подъема газового пузыря определяется размерами газового пузыря, то и размеры области циркуляции газа, зависящие от скорости подъема пузыря, определяются размерами газового пузыря. Следовательно, распределение газовых пузырей по размерам определяет распределение по размерам областей циркуляции газа, которое существенно влияет на протекание химической реакции в псевдоожиженном слое. Распределение газовых пузырей по размерам на данной, высоте слоя, а также изменение такого распределения с высотой, должны определяться экспериментально. В данном разделе будет изложен упрощенный вариант математической модели, в котором не будет учитываться распределение газовых пузырей по размерам. Кроме того предполагается, что расширение газа, обусловленное уменьшением давления, пренебрежимо мало. [c.213]

Часто бывает необходимо исследовать одиночный изолированный газовый пузырь ила его воздействие на прилегающие к нему области слоя это практически невозможно сделать, регулируя весь поток газа. Для получения одиночных пузырей и их исследования часто используется приведенная ниже методика (иногда с несущественными изменениями). Слой — двухмерный или любой иной формы — поддерживается в псевдоожиженном состоянии равномерно распределенным газовым потоком, скорость которого очень немного превышает такой слой либо совсем не содержит пузырей, либо они малы (и их появление случайно). Через распределительную решетку или иным путем в аппарат вводят трубку, заканчивающуюся в слое, через которую подают порции газа, генерируя таким образом одиночные дузыри. Давление инжектируемого через трубку газа, длительность инжекции, диаметр трубки и другие условия, необходимые для получения стабильного пузыря нужного размера, подбирают эмпирически. [c.131]

Главно трудностью является то, что скорость образования газовых пузырей и их предельные размеры (и, следовательно, степень 1 еремешивания твердого вещества) значительно зависят от плотности II распределения частиц по размерам. В общем, можно сказать, что в случае легких частиц размером от 20 до 200 мк число пузырей наименьшее. [c.196]

При иерархич построении квазигомогенного приближения производят операцию осреднения (сглаживания) флуктуаций порядка предыдущего (мелкомасштабного) структурного уровня Для этого необходимо, чтобы характерный масштаб / предыдущего уровня был много меньше харак терного масштаба L последующего уровня и система содержала на уровне L макроскопически большое число неоднородностей масштаба / Кроме того, должен существовать промежут размер X I X L) такой, чтобы параметры ф после осреднения по объему (или пов-сти Х ) прел ставлялись уже не флуктуирующими, а регулярными ф-ция ми пространств координат с характерным масштабом изменения L Масштаб X значительно превышает характерное расстояние, на к-ром взаимодействуют флуктуации масштаба/-т наз радиус корреляции Область осреднения размера X наз элементарным физ объемом (или макроточкой) Напр, для процесса хим абсорбции газа жидкостью в двухфазном реакторе барботажного типа / соответствует масштабу газового пузыря, а L-размеру реактора Осреднение концентрации компонентов в каждой фазе проводят по элементарному объему Х , содержащему достаточно большое число пузырей, но значительно уступающему объему реактора Линейный размер X выбирается с учетом интенсивности локального гидродинамич перемешивания Объем Х рассматривается как макроточка с эффективными (т е усредненными по времени наблюдения) значениями коэффициентов массоотдачи, уд тепловыделения, распределения в-в между фазами и т п, к-рые необходимы для составления кинетич ур-ний отдельньи стадий Ур-ния баланса массы и энергии затем составляют с учетом перемешивания в масштабе всего реактора [c.633]

В режиме устойчивого (без взрывов пузырей) горения распределение температур и концентраций продуктов сгорания в прирешеточной зоне целиком определяется конструкцией газораспределительной решетки. Из сказанного выше видно, что при идеальномэ газораспределении (на пористой пластине) зона горения простирается не более чем на десяток-другой мм. Длина факелов, образующихся у отверстий применяемых в промышленности колпачковых газораспределителей, обычно превышает эту величину, поэтому в промышленных установках горение подгоговленной смеси (если оно устойчиво, т. е. без хлопков ) всегда заканчивается в пределах гидродинамического вл 1яния решетки. При этом, в связи со струйным истечением смеси и ее горением в факеле и его окрестности, зона горения растягивается, поэтому пики температур на колпачковых газораспределителях оказываются меньше, чем на пористых. В [3] указано, что максимальные температуры горения достигаются в зоне образования газовых пузырей на расстоянии 50—80 мм от оси колпачка. Поскольку с ростом диаметра отверстий в распределителе (и, соответственно, шага между ними) увеличиваются размеры застойных зон, в качестве оптимальных предлагаются диаметры отверстий в колпачках, равные 1—2,5 мм, при размещении 100—180 колпачков на 1 м подины. [c.196]

Поскольку общее число пузырей в реальном аппарате очень велико, то для ускорения расчета и с целью снижения требований к объему оперативной памяти вычислительной техники в данном алгоритме рассматривают не отдельные пузыри, а группы, или кластеры [14, 19]. При этом размер такого кластера может бьггь больше, чем величина с/Ру. Распределение плотности газовой фазы в отдельном кластере рекомендуется задавать колоколообразной функцией, отличающейся от функции нормального распределения лишь конечным ограничением в пространстве (рис. 3.3.6.1). [c.205]

Струйный режим образования пузырей визуально характеризуется появлением над отверстием неисчезающего газового потока (факела), который вдали от отверстия дробится на отдельные пузыри небольшого диаметра. На расстоянии 91 см от одиночного отверстия наблюдается нормально-логарифмическое распределение пузырей по размерам [10]. Однако точно определить условие перехода от динамического режима образования к струйному не представляется возможным. Детальные исследования, проведенные с использованием скоростной киносъемки [И], показали, что в исследуемом диапазоне скоростей истечения (5-80 м/с) газовый поток имел пульсирующий характер и устойчивая стационарная струя или факел устанавливались только на расстоянии от отверстия, много меньшем размера образующихся пузырей. Картина образования газожидкостных структур (пузырей) при струйном режиме напоминала картину образования двойных пузырей при динамическом режиме (рис. 8.1.1.2, а) с той лишь разницей, что над отверстием после отрыва пузыря всегда существовала очень небольшая область струйного потока. Пузырь, получившийся после слияния двух первоначально образующихся пузырей, имел форму вытянутого в направлении движения сфероида. Объем его можно оценить по формуле (8.1.1.4), в которой С = 1,090. Такое значение константы получено в [12], исходя из двухстадийной модели образования пузыря. На первой стадии пузырь представляет собой расширяющуюся полусферу, а на второй стадии до момента отрыва растет как сфера, в соответствии с моделью Дэвидсона и Шуле [4]. Центр сферы в начальный момент находится в точке, соответствующей центру масс полусферы, образовавшейся на первой стадии. [c.709]

Экспериментальное исследование развития турбулентной газовой струи в псевдоожиженном слое в общем случае включает следующие процедуры визуальное наблюдение за характером развития струи измерение распределения температуры и скорости газа, а также концентрации трассера в факеле и его окрестностях оценку пульсационных и осредненных характеристик распределения струи в слое, а также размеров пограничного слоя и интенсивности растечки определение скорости и массы циркулирующих частиц в сечениях струи, диаметра, координаты и частоты зарождения пузыря и др. [c.43]